Стовп зварювальної дуги містить вільні електрони, іони і елект-річескі нейтральні частинки. Завдяки наявності в дузі заряджених частинок (електронів та іонів), що рухаються в певних напрямках-ях, стовп дуги може розглядатися як гнучкий провідник, по кото-рому проходить електричний струм. Тому магнітне поле, створюване струмом самої дуги, або стороннє магнітне поле надає весь-ма помітний вплив на дугу, викликаючи переміщення або зміна форми останньої. Таке явище називають магнітним дуттям. Якщо розглядати дугу в магнітному полі як гнучкий провідник з струмом, то сили, які рухають дугу, можна виразити у вигляді
# 945; - коефіцієнт пропорційності.
Під впливом магнітного поля зварювальний дуга відхиляється в бік найменшого згущення магнітних силових ліній. Крім того, магнітне поле впливає на характер переміщення заряджених частинок в самій дузі.
На зварювальну дугу можуть впливати сторонні поздовжнє або поперечне магнітні поля, а також власне магнітне поле дуги.
Електрична дуга під впливом власного магнітного поля буде відхилятися від місця підключення до виробу токоподвода в сторону розрядження магнітних силових ліній в залежності від місця підключення (Рис. 1.6).
Мал. 1.6 - Вплив токоподвода на відхилення дуги (магнітне дуття)
Кут нахилу до поверхні зварюваного металу також впливає на величину відхилення стовпа дуги. Чим більше кут відхилення, тим сильніше дуга видувається в сторону, протилежну нахилу електрода (Рис. 1.7 а, б).
Мал. 1.7. Вплив кута нахилу електрода на відхилення дуги
Поперечне магнітне поле направлено перпендикулярно осі дуги, що призводить до відхилення дуги, зміни її форми і довжини. Якщо магнітне поле буде досить сильним, то дуга може обірватися.
Напрямок відхилення дуги в поперечному полі можна визначити правилом лівої руки (Рис. 1.8).
Поздовжнє магнітне поле збігається з напрямком електричні-ського поля дуги і направлено паралельно осі дуги. Таке магнітне поле не впливає на заряджені частинки, які рухаються в напрямку електричного поля. При русі в радіальному напрямку заряджені частинки перетинають магнітне поле, ко
Мал. 1.8 - Поперечний магнітне поле і дуга
лось взаємо-діє з ними, створює силу, перпендикулярну подовжньому магніт-ному полю дуги і напрямку руху частинки. Під дією цієї сили, диффундирующие до периферії заряджені частинки, прийдуть в обертальний рух. При цьому напрямок руху буде залежати від знака заряду частинки (електрони і позитивні іони будуть обертатися в протилежні сторони). Дія електричного поля вводить осьову складову, тому заряджені частинки при спільній дії про-дольного магнітного і електричного полів рухаються по спіралі. Виникає при цьому доцентрова сила відтягує стовп дуги до вертикальної осі (Рис. 1.9).
Мал. 1.9 - Дія електромагнітних сил на елементарні заряджені
частинки плазми - іон і електрон
Дія феромагнітних мас на відхилення дуги обумовлено тим, що магнітна проникність їх в тисячі разів більше магнітної проникності повітря. А магнітні силові лінії прагнуть замкнутися по шляху найменшого опору. Концентричне магнітне по-ле навколо дуги спотвориться і вона, виявиться притиснутою до феромагнітного тіла (Рис. 5, а).
З явищем магнітного дуття зварювальники стикаються при зварюванні кутових і стикових швів, коли дуга під впливом сталевих стінок і кромок відхиляється в їх сторону і ускладнює процес зварювання (Рис. 1.10 а, б, в, г).
Мал. 1.10 - Вплив феромагнітних мас на відхилення дуги
Під дією зовнішнього магнітного поля дуга може переміщатися по поверхні виробу, що зварюється. Цей ефект використовується при зварюванні кільцевих швів труб. З цією метою на кінці труб надягають дві котушки, включені зустрічно (Рис. 1.11).
Мал. 1.11- Стикова зварювання труб обертається (біжить) дугою
При цьому в зазорі між трубами створюється радіальне магнітне поле Н. Якщо між торцями труб запалити дугу, то на неї буде діяти тангенціальна сила, яка змушує дугу переміщатися по поверхні труби. Після розігріву торців труб процес зварювання завершується осадкою.
У разі зварювання на змінному струмі магнітне дуття буде значно менше або зовсім непомітним. Це відбувається з тієї причини, що змінюється за величиною в напрямку магнітний потік дуги, пронизливий феромагнітну масу, наводить в ній вихрові струми, що створюють власне магнітне поле, спрямоване проти магнітного поля зварювального струму.
Заходи, боротьби з магнітним дуттям:
а) вибір відповідного місця підключення токоподвода до виро-Лію або застосування рухомого токоподвода;
б) підведення струму в декількох точках;
в) застосування заспокійливих соленоїдів з поздовжнім направле-ням магнітного поля;
г) нахил електрода в сторону "здування" дуги;
д) розміщення феромагнітного матеріалу поблизу дуги;
е) застосування для зварювання змінного струму.